WO2000011145A1

WO2000011145A1 - Apparatus for extracting and processing gene motif, method for extracting and processing gene motif and recording medium carrying gene motif extraction/processing program

Info

Publication number: WO2000011145A1
Application number: PCT/JP1999/001693
Authority: WO
Inventors: Yuichi Kawanishi; Kimitoshi Naito; Shin Miyazawa; Tatsuya Ito; Takamasa Futatsuki
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1998-08-19
Filing date: 1999-03-31
Publication date: 2000-03-02
Anticipated expiration: 2001-02-19
Also published as: JP2000060553A; JP4040764B2; DE69910406D1; EP1106685A4; EP1106685A1; DE69910406T2; US20010004448A1; EP1106685B1; US6745130B2

Description

明細書遺伝子のモチーフ抽出処理装置及び遺伝子のモチ一フ抽出処理方法並びに遺伝子のモチーフ抽出処理プログラムを記録した記録媒体技術分野

本発明は、遺伝子のモチーフを自動的に抽出する技術に関し、特に、遺伝子のモチーフ抽出効率を向上させる技術に関する。背景技術

近年の遺伝子工学の進歩に伴レヽ、 D N A配列ゃァミノ麵己列で表現される遺伝子配列の決定技術が: に進歩している。また、人類を初めとする様々な生物種を対象として、特定生物の遺伝子配列を全て解明しょうとするゲノムプロジェクトが世界規模で行われている。このため、解明済みの遺伝子配列情報を有効に活用すベく、遺伝子配列情報データベースが爆発的な勢レ、で増加している。

これらの遺伝子配列の中には、配列情報は明らかになつている力その機能や構造に関しては未知であるものも多い。かかる遺伝子の機能や構造を配列から推測する有効な方法として、特徴的な顯 I胜を持つモチーフの抽出がある。このため、本願出願人は先の出願において、複数の遺伝子配列情報を比較することで、モチーフを自動的に抽出する技術を提案した（特開平 7— 2 7 4 9 6 5号公報参照）。

しかしながら、力かるモチーフ抽出技術では、抽出されたモチーフは、プリンタから出力される力 \ 或いは、データべ一ス等へファイルとして出力されるだけであって、再利用が充分なされていないのが現状であった。このため、遺伝子の機能や構造の解明を進めるべく、抽出されたモチーフを遺伝子配列情報に加えて、再度モチーフの抽出を行おうとする場合には、抽出されたモチーフ情報を «者が入力しなければならなかった。従って、従来の技術では、モチーフ抽出効率の向上には自ずから限界があり、さらなるモチーフ抽出効率の向上は困難であった。そこで、本発明は以上のような従来の問題点に鑑み、抽出されたモチーフを再利用する機構を付加することにより、遺伝子の機能や構造を推測するためのモチ —フ抽出効率を向上させる技術を «することを目的とする。発明の開示

上記目的達成のため、第 1の手段として、解明済みの遺伝子配列情報を蓄積する遺伝子配列情報蓄積手段と、少なくとも 1つの遺伝子配列情報を入力する遺伝子配列情報入力手段と、該遺伝子配列情報入力手段により入力された遺伝子配列情報から、遺伝子のモチーフを抽出するモチーフ抽出手段と、該モチーフ抽出手段により抽出されたモチーフに基づいて、該モチーフを一部に含む遺伝子配列情報を、嫌 β¾伝子配列情報蓄積手段から検索する遺伝子配列情報検索手段と、該遺伝子配列情報検索手段により検索された遺伝子配列情報を、前 it伝子配列情報入力手段により入力された遺伝子配列情報に付けカロえる遺伝子配列情報付加手段と、を含んで遺伝子のモチーフ抽出処¾¾置を構成したことを特徴とする。力かる構成によれば、遺伝子のモチーフを抽出する場合には、先ず、遺伝子配列情報入力手段を介して、少なくとも 1つの遺伝子配列情報を入力する。すると、モチーフ抽出手段により、入力された遺伝子配列情報から遺伝子のモチーフが抽出される。そして、遺伝子配列情報検索手段により、抽出されたモチーフを一部に含む遺伝子配列情報が遺伝子配列情報蓄積手段から検索される。検索された遺伝子配列情報は、必要に応じて、遺伝子配列情報付加手段により、遺伝子配列情報入力手段により入力された遺伝子配列情報に付けカ卩えられる。その後、モチーフ抽出手段によるモチーフの抽出、遺伝子配列情報検索手段による遺伝子配列情報の検索を繰り返すことによって、遺伝子配列情報の機能や構造を次第に解明していく。即ち、抽出されたモチーフを一部に含む遺伝子配列情報は、入力された遺伝子配列情報に付け加えられるので、抽出されたモチーフの再利用が行われるようになり、遺伝子の機 tg^構造を推測するためのモチーフ抽出効率を向上させることができる。

また、 i»m伝子配列情報入力手段により入力された遺伝子配列情報の中から、 jf己モチーフ抽出手段によるモチーフの抽出範囲を指定するモチーフ抽出範囲指定手段を備え、前記モチーフ抽出手段は、前記モチーフ抽出範囲指定手段により指定された抽出範囲内で、遺伝子のモチーフを抽出する構成としてもよレ、。

かかる構成によれば、モチーフ抽出範囲指定手段によりモチーフの抽出範囲を指^ ると、指定された抽出範囲内で、遺伝子のモチーフが抽出される。従って、例えば、入力された種々の生物の遺伝子配列情報の中から、類似する生物の遺伝子配列情報のみを抽出範囲とすることができ、遺伝子配列の機能や構造の解明をより容易に行なうことができる。

さらに、編 at伝子配列情報を編集する遺伝子配列情麵集手段を備えた構成としてもよレ、。

力かる構成によれば、遺伝子配列情報に対して、遺伝子配列情報編集手段により各種編集が行われるので、利用者の意思に沿つたモチーフの抽出を行うことができる。

この他には、前記モチーフ抽出手段により抽出されたモチーフを編集するモチ —フ編集手段を備えた構成としてもよい。

力かる構成によれば、抽出されたモチーフに対して、モチーフ編集手段により各種編集が行われるので、利用者の意思に沿った遺伝子配列情報の検索を行うことができる。

また、 gfflSit伝子配列情報入力手段により入力された複数の遺伝子配列情報を、アラインメント処理するアラインメント手段を備えた構成としてもよレ、。

力かる構成によれば、入力された複数の遺伝子配列情報は、アラインメント手段によりァラインメント処理されるので、必要と思われる遺伝子配列情報を順不同で入力すればよく、遺伝子配列情報の入力作業の効率を向上することができる。また、利用者は、入力された複数の遺伝子配列情報間で類似している領域を視覚的に把握できるため、前記モチーフ抽出範囲指定手段によるモチーフの抽出範囲の指定を容易に行うことができる。

さらに、モチーフを蓄積するモチーフ蓄積手段と、前記モチーフ抽出手段により抽出されたモチーフを、該モチーフ蓄積手段に登録するモチーフ登録手段と、を備えた構成としてもよレ、。

かかる構成によれば、抽出されたモチーフは、モチーフ登録手段によりモチーフ蓄積手段に登録されるため、他の^ 者が、抽出されたモチーフを再利用することが可能となり、遺伝子配列情報の機能や構造を解明する作業の効率をより向上することができる。

ここで、 Sift己モチーフ蓄積手段に登録されているモチーフの中から、少なくとも 1つのモチーフを表示するモチーフ表示手段を備えた構成としてもよレ、。

力、かる構成によれば、必要に応じて、モチーフ登録手段に登録されているモチーフが表示されるので、種々のモチーフを容易に比較することができ、遺伝子配列の機能や構造の解明をより容易に行うことができる。

第 2の解決手段として、少なくとも 1つの遺伝子配列情報を入力する遺伝子配列情報入力工程と、該遺伝子配列情報入力工程により入力された遺伝子配列情報力^、遺伝子のモチーフを抽出するモチーフ抽出工程と、該モチーフ抽出工程により抽出されたモチーフに基づレ、て、該モチーフを一部に含伝子配列情報を、遺伝子配列情報データベースから検索する遺伝子配列情報検索工程と、該遺伝子配列情報検索工程により検索された遺伝子配列情報を、 ΙίίϊΞϋ伝子配列情報入力工程により入力された遺伝子配列情報に付け加える遺伝子配列情報付加工程と、を含んで遺伝子のモチーフ抽出処理方法を構成したことを特徴とする。

力かる構成によれば、遺伝子のモチーフを抽出する場合には、先ず、遺伝子配列情報入力工程を介して、少なくとも 1つの遺伝子配列情報を入力する。すると、モチーフ抽出工程により、入力された遺伝子配列情報から遺伝子のモチ一フカ抽出される。そして、遺伝子配列情報検索工程により、抽出されたモチーフを一部に含む遺伝子配列情報が遺伝子配列情報デ一タベ一スから検索される。検索された遺伝子配列情報は、必要に応じて、遺伝子配列情報付加工程により、遺伝子配列情報入力工程により入力された遺伝子配列情報に付け加えられる。その後、モチ一フ抽出工程によるモチーフの抽出、遺伝子配列情報検索工程による遺伝子配列情報の検索を繰り返すことによって、遺伝子配列情報の機能や構造を次第に推測していく。即ち、抽出されたモチーフを一部に含む遺伝子配列情報は、入力された遺伝子配列情報に付け加えられるので、抽出されたモチーフの再利用が行われるようになり、遺伝子の機能や構造を推測するためのモチーフ抽出効率を向上させることができる。

第 3の解決手段として、少なくとも 1つの遺伝子配列情報を入力する遺伝子配列情報入力機能と、該遺伝子配列情報入力機能により入力された遺伝子配列情報から、遺伝子のモチーフを抽出するモチーフ抽出機能と、該モチーフ抽出機能により抽出されたモチーフに基づいて、該モチーフを一部に含伝子配列情報を、遺伝子配列情報データベースから検索する遺伝子配列情報検索機能と、該遺伝子配列情報検索機能により検索された遺伝子配列情報を、 f!irtB t伝子配列情報入力機能により入力された遺伝子配列情報に付け加える遺伝子配列情報付加機能と、を実現するための遺伝子のモチーフ抽出処理プロダラムを記録媒体に記録した。ここで、「E ^媒体」とは、電子情報を確実に記録でき、カゝつ、必要に応じて確実に取り出し可能なものをレヽい、例えば、磁気テープ、磁気ディスク、磁気ドラム、 I Cカード、 C D— ROM等の可搬記録媒体が該当する。

力、かる構成によれば、遺伝子配列情報入力機能と、モチーフ抽出機能と、遺伝子配列情報検索機能と、遺伝子配列情報付加機能と、を実現するための遺伝子のモチーフ抽出処理プログラムが記録媒体に記録される。従って、かかるプロダラムを記録した記録媒体があれば、一般的な電子計算機を用いて、本発明に係る遺伝子のモチーフ抽出処理装置が容易に構築される。図面の簡単な説明

図 1は、本発明に係る遺伝子のモチーフ抽出処理装置の構成図である。

図 2は、モチーフ抽出を行うための作業手匿図である。

図 3は、初期画面の説明図である。

図 4は、マルチプルァラインメントデータを入力した初期画面の説明図である。図 5は、編集画面の説明図である。

図 6は、モチーフ抽出範囲を配列で指定した様子の説明図である。

図 7は、モチーフ抽出範囲を矩形領域で指定した様子の説明図である。図 8は、抽出結果表示画面の説明図である。

図 9は、検索対象を指定した抽出結果表示画面の説明図である。

図 10は、検索結果表示画面の説明図である。

図 11は、再利用する配列を指定した検索結果表示画面の説明図である。

図 12は、再利用する配列がマルチプルァラインメントデータに口された様子の説明図である。発明を実施するための最良の形態

本発明をより詳細に説述するために、寸の図面に従ってこれを説明する。図 1は、本発明に係る遺伝子のモチーフ抽出処理装置（以下「モチーフ抽出処置」という）の構成を示す。

モチーフ抽出処«置は、少なくとも、中央処3¾置（C P U) とメモリとを備えた電子計算機から構成され、メモリ上に口一ドされたプログラムに従ってモチーフ抽出に伴う各種処理を実行する。モチーフ抽出処¾¾置は、データ入力部 1 0 (遺伝子配列情報入力手段， MMi ) と、データ編集部 1 2と、自動アラインメント部 1 4と、モチーフ抽出部 1 6と、抽出結理部 1 8と、モチ —フ検索部 2 0と、表示装置 2 2と、印字装置 2 4と、モチーフデータベース 2 6 (モチーフ蓄積手段）と、遺伝子配列情報データべ一ス 2 8 (遺伝子酉己列情報蓄積手段）と、を含んで構成される。

データ入力部 1 0は、例えば、キ一ボードとマウスとから構成され、モチーフ抽出対象となる少なくとも 1つ以上の遺伝子配列データを入力するデータ入力機能を提供する。

データ編集部 1 2は、データ入力部 1 0を介して入力された遺伝子配列データに対して、データ編集機能（遺伝子配列情報編集手段）、抽出範囲指定機能（モチーフ抽出範囲指定手段）、パラメータ設定機能、データ表示機能、外部データ入力機能及びデータ読込機能をする。データ編集機能では、遺伝子配列デ一タに対して各種編集を行うべく、例えば、入力された複数の遺伝子配列データに新たな遺伝子配列データを口したり、入力された複数の遺伝子配列データから任意の遺伝子配列データを削除したり、任意の遺伝子情報を置き換えたり、手作業によるアラインメント実施機能が樹共される。抽出範囲指定機能では、モチ一フ抽出範囲を指定すべく、複数の遺伝子配列データからモチーフ抽出対象とする遺伝子配列データを特定したり、アラインメントされた遺伝子情報の範囲を矩形で指定する機能が »される。パラメータ設«能では、モチーフの自動抽出を行うための各種パラメ一タを設定する機能が «される。データ表示機能では、モチーフ抽出処 as置と利用者とのィンタ一フェースを確立すべく、編集中の遺伝子配列データを表示装置^{2 2}に表示する機能が «される。外部データ入力機能では、検索された遺伝子配列の再利用を可能にすべく、モチーフ検索部 2 0からのデータを入力する機能が #j共される。データ読込機能では、既存のマルチプルアラインメントデータの有効利用を図るべく、ファイルからマルチプルァラインメントデ一タを読み込む機能がされる。

自動ァラインメント部 1 4は、データ編集部 1 2と協働して、遺伝子配列データを自動アラインメントする機能（アラインメント手段）を«する。従って、データ編集部 1 2に、アラインメント処理済みの遺伝子配列データを入力する必要はなく、例えば、フアイノレから遺伝子配列データを複数読み込んだ後、自動ァラインメント機能を用いてァラインメント処理を行ってもよい。

モチーフ抽出部 1 6は、データ編集部 1 2の抽出範囲指定機能により指定されたモチーフ抽出範固に対して、モチーフを自動抽出する自動抽出機能（モチーフ抽出手段， Ί¾¾び機能）を»する。

抽出結果処理部 1 8は、モチーフ抽出部 1 6により自動抽出されたモチーフ（以下「抽出モチーフ」という）に対して、データベース登録機能（モチーフ登録手段）、データベース参照機能、データ表示機能及びデータ印字機能を^^する。データベース登録機能では、抽出モチーフをモチーフデータベース ₂ 6に登録する機能が «される。データベース参照機能では、モチーフデータべ一ス 2 6に登録されているモチーフの中から、任意のモチーフを参照する機能がされる。データ表示機能では、抽出モチーフ或いは参照したモチーフ（以下「参照モチ一フ」という）を表示装置 2 2に表示する機能が Siヰされる。なお、データベース参照機能及びデータ表示機能により、モチーフ表示手段が構成される。データ印字機能では、抽出モチーフ或いは参照モチ一フを印字装置 2 4に出力する機能がされる。また、抽出結果処理部 1 8は、データ編集部 1 2のデータ編鍾能を利用して、抽出モチーフを編集することができるようになつている（モチ一フモチーフ検索部 2 0は、遺伝子配列情報データべ一ス 2 8から抽出モチーフをその一部に含む遺伝子情報を検索すベ検索範囲指定機能、検索実行機能（遺伝子配列情報検索手段，ェ概び機能）、出力データ指定機能及びデータ表示機能を提供する。検索範囲指定機能では、複数の抽出モチーフの中から、検索を行うモチーフを指定する機能が # ^される。検索実行機能では、検索範囲指: «能により指定されたモチーフに基づレ、て、遺伝子配列情報データべ一ス 2 8を検索する機能がされる。出力データ指定機能では、データ編集部 1 2の外部デ一タ入力機能を介して、マルチプルァラインメントデータに ϋΛΠする検索結果を指る機能が願される。なお、データ編集部 1 2の外部データ入力機能及びモチーフ検索部 2 0の出力データ指定機能により、遺伝子配列情報付加手段，工程及«能が構成される。データ表示機能では、利用者に対するインターフェースの «、或いは、検索結果の表示等を行うべく、表示装置 2 2にデータを表示する機能がされる。

遺伝子配列情報データベース 2 8は、遺伝子配列データベース 2 8 aと、立体構データベース 2 8 bと、を含んで構成される。遺伝子配列データべ一ス 2 8 aには、解明済みの遺伝子配列情報が登録される。立ータベース 2 8 b には、角?明済みの遺伝子酉 S列情報であって、その構造を立体的に記述した座標データからなる構造磨報が登録される。

次に、かかる構成からなるモチーフ抽出処理装置の作用について、図 2の作業手順図に基づいて説明する。

ステップ 1 (図では「S 1」と略記する。以下同様）では、遺伝子配列データの入力が行われる。

モチ一フ抽出処¾¾置を起動すると、図 3に示すような初期画面 3 0が表示さ 9

れる。初期画面 3 0は、データ表示部 3 2と、「フアイル入力」ボタン 3 4と、

「自動アラインメント」ボタン 3 6と、「モチーフ抽出」ボタン 3 8と、「デ一タ編集」ボタン 4 0と、「設定」ボタン 4 2と、を含んで構成される。データ表示部 3 2には、入力された遺伝子配列データが表示される。「ファイル入力」ボタン 3 4は、ファイルから遺伝子配列データを読み込むべく、データ読込機能を起動するときにクリックされる。「自動アラインメント」ボタン 3 6は、入力された遺伝子配列データに対してアラインメント処理を行うべく、自動ァラインメント部 1 4のァライメント機能を起動するときにクリックされる。「モチーフ抽出」ボタン 3 8は、入力された遺伝子配列データからモチーフを自動抽出すべく、モチーフ抽出部 1 6の自動抽出機能を起動するときにクリックされる。「データ編集」ボタン 4 0は、入力された遺伝子配列データの編集を行うべく、データ編能を起動するときにクリックされる。「設定」ボタン 4 2は、モチーフを抽出する際に必要な各種パラメータの設定を行うべく、パラメータ設«能を起動するときにクリックされる。

遺伝子配列データを入力するには、次のような 2通りの方法がある。第 1の方法は、ファイルから遺伝子配列データを入力する方法である。即ち、初期画面 3 0の「ファイル入力」ボタン 3 4をクリックすると、図示しないファイル指定画面が表示される。そして、ファイル指定画面でファイル名を指定すると、指定したファイルから遺伝子配列データが読み込まれ、図 4に示すように、データ表示部 3 2に読み込まれた遺伝子配列データが表示される。また、第 2の方法は、データ入力部 1 0のデータ入力機能を使用して、遺伝子配列データを直接入力する方法である。即ち、初期画面 3 0の「データ編集」ボタン 4 0をクリックすると、図 5に示すように、遺伝子配列データの各種編集を行う編集画面 5 0が表示される（編集画面 5 0の詳細は後述する）。そして、データ編鍾能の一部を使用して、データ入力部 1 0から遺伝子配列データを直接入力する。

ステップ 2では、入力された遺伝子配列データの各種編集が行われる。

初期面面 3 0の「データ編集」ボタン 4 0がクリックされると、データ編集部 1 2のデータ編,能が起動され、図 5に示す編集画面 5 0が表示される。編集画面 5 0は、データ表示部 5 2と、「データ1¾¾1」ボタン5 4と、「自動ァラインメント」ボタン 5 6と、「モチーフ抽出」ボタン 5 8と、「設定」ボタン 6 0 と、を含んで構成される。ここで、デ一タ表示部 5 2、「自動アラインメント」ボタン 5 6、「モチーフ抽出」ボタン 5 8及び「設定」ボタン 6 0は、夫々、初期画面 3 0におけるデータ表示部 3 2、「自動アラインメント」ボタン 3 6、「モチーフ抽出」ボタン 3 8及び「設定」ボタン 4 2と実質的に同一であるので、その説明は省略する。「データ追加」ボタン 5 4は、データ表示部 5 2に表示されている遺伝子配列データに、フアイルから新規に遺伝子配列データを追加すベく、データ読込機能を起動するときにクリックされる。

編集画面 5 0上では、例えば、任意の位置にギャップ（図では「一」で示す）を挿入したり、或いは、任意の遺伝子情報を置き換えることができる。また、マルチブルアラインメントデータに新たな遺伝子配列データを付け加える場合には、「データボタン 5 4をクリックすると、図示しないファイル指定画面力 S表示される。そして、ファイル指定画面でファイル名を指定すると、指定したファィルから遺伝子配列データが読み込まれ、データ表示部 5 2に読み込まれた遺伝子配列データが表示される。なお、 ϋΛΠされる遺伝子配列データは、マルチプルァラインメントデータであってもよレ、。

ステップ 3では、必要に応じて、モチーフ抽出を行うマルチプルァラインメントデータの範囲指定が行われる。

範囲指定を行わなレヽ場合には、データ表示部 5 2に表示されたマルチプルァラインメントデータ全体がモチーフ抽出対象となる力実際には、マルチプルァラインメントデータの一部のみをモチーフ抽出対象としたい場合がある。この場合には、抽出範囲指定機能によりモチーフ抽出対象を限定すべく、次のような 2通りの方法で範囲指定を行うことができる。第 1の方法は、図 6に示すように、マウス等のポィンティングデバイスを使用して、マルチプルァラインメントデータの中から少なくとも 1つのアラインメントデータを指定する方法である。また、第 2の方法は、図 7に示すように、ポインティングデバイスを使用して、モチ一フ抽出対象を矩形領域で指定する方法である。なお、モチーフ抽出対象を変更する ¾ ^には、モチーフ抽出対象を指定し直せばよレ、。

ステップ 4では、モチーフの自動抽出が行われる。

初期画面 3 0の「モチーフ抽出」ボタン 3 8、或いは、編集画面 5 0の「モチ —フ抽出」ボタン 5 8がクリックされると、モチーフ抽出部 1 6の自動抽出機能が起動され、マルチプルァラインメントデータからモチーフが自動的に抽出される。このとき、モチーフ抽出対象が指定されていれば、指定された範囲内からモチーフが抽出される。

ステップ 5では、モチーフの抽出結果が表示される。

自動的に抽出されたモチーフは、抽出結果処理部 1 8のデータ表示機能により、図 8に示すような抽出結果表示画面 7 0に表示される。抽出結果表示画面 7 0は、抽出結果表示部 7 2と、抽出モチーフ表示部 7 4と、「ファイル出力」ボタン 7 6と、「データベース検索」ボタン 7 8と、「アラインメントデ一タ入力」ボタン 8 0と、を含んで構成される。抽出結果表示部 7 2には、抽出パラメータ 7 2 a、解析結果 7 2 b等が表示される。抽出モチーフ表示部 7 4には、抽出されたモチ一フの一覧が表示される。「ファイル出力」ボタン 7 6は、抽出結果を印字装置 2 4に出力すべくデータ印字機能を起動したり、或いは、抽出結果をモチーフデータベース _{2 6}に登録すべくデータべ一ス¾ ^機能を起動するときに、クリックされる。「データべ一ス検索」ボタン 7 8は、遺伝子配列情報データべ一ス 2 8に対して検索を行うべく、モチーフ検索部 2 0の検索実行機能を起動するときにクリックされる。「アラインメントデータ入力」ボタン 8 0は、現在表示されているァラインメントデータを破棄し、モチーフ抽出を行うァラインメントデ —タをファイルから読み込む場合にクリックされる。

ステップ 6では、モチーフ抽出結果の出力が行われる。

即ち、抽出結果表示画面 7 0上に表示されているモチーフ抽出結果を、印字装置 2 4に出力したり、或いは、モチーフデータベース 2 6に登録する処理が行われる。モチーフ抽出結果を出力するには、抽出結果表示画面 7 0の「ファイル出力」ボタン 7 6をクリックすると、出力先を指定する出力先指定画面（図示せず ) が表示される。そして、出力先指定画面上で出力先を指定することで、印字装置 2 4へのモチーフ抽出結果の出力、或いは、モチーフデータベース 2 6へのモチーフ抽出結果の登録が行われる。

ステップ 7では、既存のモチーフ抽出結果との比較が行われる。

即ち、モチーフ抽出結果と、モチーフデータべ一ス 2 6に既に登録されているモチーフ抽出結果と、を比較することにより、モチーフにより推測される遺伝子の機能等の特定作業が行われる。

ステップ 8では、遺伝子配列情報データベース 2 8を検索する検索対象の指定が行われる。

即ち、図 9に示すように、抽出モチーフ表示部 7 4に表示されるモチーフ一覧の中から 1つのモチーフをクリックすると、その先頭部に指定されたことを示す記号（図では「*」で表わされる） 7 4 aが付される。検索対象たるモチーフを変更したい場合には、新たなモチーフをクリックすると、そのモチーフが検索対象となる。なお、複数のモチーフを検索対象とするようにしてもよレ、。

ステップ 9では、モチーフ検索が行われる。

即ち、検索対象たるモチーフを指定した後で、「データベース検索」ボタン⁷ 8をクリックすると、指定されたモチーフに基づいて、遺伝子配列情報データべ —ス 2 8が検索される。このとき、遺伝子配列情報データべ一ス 2 8を構成する遺伝子配列データベース 2 8 a或レヽは立 {材冓^—タベース 2 8 bのどちらを検索するかは、「アラインメントデータ入力」ボタン 8 0をクリックすることで任意に選択できる。

ステップ 1 0では、遺伝子配列情報データべ一ス 2 8の検索結果が表示される。遺伝子配列情報データベース 2 8の検索結果は、モチーフ検索部 2 0のデータ表示機能により、図 1 0に示すような検索結果表示画面 9 0に表示される。検索結果表示画面 9 0は、モチーフ表示部 9 2と、検索結果表示部 9 4と、「フアイル出力」ボタン 9 6と、「アラインメントへの i ¾tl」ボタン 9 8と、「エントリ内容表示」ボタン 1 0 0と、「データベース検索」ボタン 1 0 2と、を含んで構成される。モチーフ表示部 9 2には、遺伝子配列情報データベース 2 8の検索対象たるモチーフが表示される。検索結果表示部 9 4には、遺伝子配列情報データベース 2 8の検索結果が表示される。「ファイル出力」ボタン 9 6は、検索結果を印字装置 2 4に出力したり、或いは、モチーフデータべ一ス 2 6に登録するときにクリックされる。「アラインメントへの il¾[]」ボタン 9 8は、データ編集部 1 2の外部データ入力機能を介して、マルチプルアラインメントデータに検索結果を追加するときにクリックされる。「エントリ内容表示」ボタン 1 0 0は、ェントリを表示するときにクリックされる。「データべ一ス検索」ボタン 1 0 2は、遺伝子配列情報データベース 2 8に対して、絞り込み検索を行うときにクリックされる。

ステップ 1 1では、再利用する遺伝子配列データが指定される。

即ち、検索結果表示画面 9 0において、図 1 1に示すように、再利用する遺伝子配列データをクリックすると、指定された遺伝子配列データの先頭部に記号「 X」が付される。そして、「アラインメントへの ϋΙΛ口」ボタン 9 8をクリックすると、データ編集部 1 2の外部データ入力機能を介して遺伝子配列データが取り込まれ、図 1 2に示すように、マルチプルアラインメントデータの最下段に口される。

その後、ステップ 2〜ステップ 1 1を繰り返し、遺伝子の機能や構造を解明する。

力かるモチーフ抽出処理装置によれば、マルチプルァラインメントデータの入力力ら、モチーフ抽出、抽出モチーフに基づくデータベース検索といった一連の処理を統合ィ匕されたシステム上で行うことが可能となる。利用者は、データ編集部 1 2のデ一タ編,能を利用することで、入力されたマルチプルァラインメントデータに対して、モチーフ抽出を行うための詳細な設定を行うことが可能となる。また、表示装置 2 2が^するユーザインターフェースを利用することにより、視覚的に抽出モチーフを #1忍しながら再度モチーフ抽出を行ったり、或いは、以前に実行した抽出結果との比較を表示装置 2 2上で行うことが可能となる。さらに、モチーフ検索部 2 0の検索実行機能を利用すれば、モチーフ単位でのデータベース検索を容易に行うことができ、また、データ表示機能を利用すれば、検索されたデータのデータべ一スの登録内容の閲覧が簡単にできる。この結果、遺伝子配列の機能や構造を推測するためのモチーフの抽出を効率良く、かつ、利用者の要求に応じて柔軟的に行うことが可能となる。

このような機能を実現するプログラムを、例えば、磁気テープ、磁気ディスク、磁気ドラム、 I Cカード、 C D— ROM等の可搬媒体に記録しておけば、本発明に係るモチーフ抽出処理プログラムを市場に流通させることができる。そして、かかる媒体を取得した者は、一般的な電子計算機システムを利用して、モチーフ抽出処3¾置を容易に構築することが可能となる。産業上の利用可能性

以上説明したように、本発明に係る遺伝子のモチーフ抽出処理装置及び遺伝子のモチーフ抽出処理方法は、遺伝子の機能や構造を推測するためのモチーフ抽出効率を向上させることができ、極めて有用なものである。また、遺伝子のモチ一フ抽出処理プログラムを記録した記録媒体は、一般的な電子計算機システムを利用して遺伝子のモチーフ抽出処理装置を容易に構築できるので、極めて有用なものである。

Claims

請求の範囲

1 · 解明済みの遺伝子配列情報を蓄積する遺伝子配列情報蓄積手段と、少なくとも 1つの遺伝子配列情報を入力する遺伝子配列情報入力手段と、該遺伝子配列情報入力手段により入力された遺伝子配列情報から、遺伝子のモチーフを抽出するモチ一フ抽出手段と、

該モチーフ抽出手段により抽出されたモチーフに基づいて、該モチーフを一部に含む遺伝子配列情報を、前 Eit伝子配列情報蓄積手段から検索する遺伝子配列情報検索手段と、

該遺伝子配列情報検索手段により検索された遺伝子配列情報を、前 s t伝子配列情報入力手段により入力された遺伝子配列情報に付け加える遺伝子配列情報付加手段と、

を含んで構成されたことを特徴とする遺伝子のモチーフ抽出処理装置。

2. 前言 at伝子配列情報入力手段により入力された遺伝子配列情報の中から、編己モチ一フ抽出手段によるモチーフの抽出範囲を指定するモチーフ抽出範囲指定手段を備え、

編己モチーフ抽出手段は、前記モチーフ抽出範囲指定手段により指定された抽出範囲内で、遺伝子のモチーフを抽出する構成である請求の範囲第 1項記載の遺伝子のモチーフ抽出処理装置。

3 . 前記遺伝子配列情報を編集する遺伝子配列情報編集手段を備えた構成である請求の範囲第 1項記載の遺伝子のモチーフ抽出処理装 go

4 . 前記モチーフ抽出手段により抽出されたモチーフを編集するモチーフ編集手段を備えた構成である請求の範囲第 1項記載の遺伝子のモチーフ抽出処理装置。

5. 前伝子配列情報入力手段により入力された複数の遺伝子配列情報を、ァラインメント処理するァラインメント手段を備えた構成である請求の範囲第 1 項記載の遺伝子のモチーフ抽出処理装

6. モチーフを蓄積するモチーフ蓄積手段と、

ήίπ己モチーフ抽出手段により抽出されたモチーフを、該モチーフ蓄積手段に登録するモチーフ登録手段と、

を備えた構成である請求の範囲第 1項記載の遺伝子のモチーフ抽出処理装

7. 前記モチーフ蓄積手段に登録されているモチーフの中から、少なくとも 1 つのモチーフを表示するモチーフ表示手段を備えた構成である請求の範囲第 6項記載の遺伝子のモチーフ抽出処理装 So

8. 少なくとも 1つの遺伝子配列情報を入力する遺伝子配列情報入力工程と、該遺伝子配列情報入力工程により入力された遺伝子配列情報から、遺伝子のモチーフを抽出するモチ一フ抽出工程と、

該モチーフ抽出工程により抽出されたモチーフに基づいて、該モチーフを一部に含む遺伝子配列情報を、遺伝子配列情報データベースから検索する遺伝子配列情報検索工程と、

該遺伝子配列情報検索工程により検索された遺伝子配列情報を、前言 E¾伝子配列情報入力工程により入力された遺伝子配列情報に付け加える遺伝子配列情報付加工程と、

を含んで構成されたことを特徴とする遺伝子のモチ一フ抽出処理方法。

9. 少なくとも 1つの遺伝子配列情報を入力する遺伝子配列情報入力機能と、該遺伝子配列情報入力機能により入力された遺伝子配列情報から、遺伝子のモチ一フを抽出するモチーフ抽出機能と、

該モチ一フ抽出機能により抽出されたモチーフに基づいて、該モチ一フを一部に含む遺伝子配列情報を、遺伝子配列情報データベースから検索する遺伝子配列情報検索機能と、

該遺伝子配列情報検索機能により検索された遺伝子配列情報を、前言 S¾伝子配列情報入力機能により入力された遺伝子配列情報に付け加える遺伝子配列情報付加機能と、

を実現するための遺伝子のモチーフ抽出処理プログラムを記録した記録媒体。